承载装置和反应腔室的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微电子加工设备领域，具体地，涉及一种承载装置和一种包括该承载装置的反应腔室。
【背景技术】
[0002]微电子加工设备包括等离子刻蚀设备、物理气相沉积设备等。这些微电子加工设备的共同特点在于，都包括工艺腔室和设置在工艺腔室中的承载装置。
[0003]图1中所示的是一种常见的物理气相沉积腔室的结构示意图，如图1中所示，所述物料气相沉积设备的溅射腔室包括具有工艺腔的腔室主体300、设置在腔室主体300的工艺腔内的承载装置100、设置在承载装置100上方且位于所述工艺腔内的溅射靶材400和位于派射革E材400上方的磁控管500。
[0004]在进行物理气相沉积时，将基片固定在承载装置100的上表面上，向所述工艺腔内通入一定流量的氩气直至工艺腔内气压稳定，随后旋转磁控管400，并利用直流电源DC向溅射靶材400上施加一定的功率，以消耗靶材形成等离子，消耗靶材形成的等离子最终沉积在基片200上，并在基片200上形成薄膜。
[0005]由于消耗靶材形成的等离子温度较高，因此，当等离子沉积在基片上时会使基片温度升高。基片温度过高则容易发生变形，最终形成次品，所以在物理气相沉积工艺中，应当将基片温度控制在一定范围内。例如，在基片上沉积金属薄膜时，应当将基片的温度控制在室温(通常为20±5°C)。因此，承载装置的基座中通常设置有背吹管道，通过背吹管道向设置在基座表面的基片吹送冷却气体，然后利用冷却气体带走基片的部分热量。
[0006]众所周知的是，直流电源DC施加在溅射靶材400上的功率越大，获得的等离子体的能量越高，沉积速率越高。为了提高沉积速率，则需要提高直流电源DC的功率。但是直流电源DC功率越大，也会导致等离子体温度过高，当等离子体沉积在基片200上时会提高基片的温度，严重时可能会导致基片变形甚至融化。通过背吹气体无法将基片的温度维持在室温。
[0007]因此，如何将基片的温度维持在理想的温度成为本领域亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种承载装置、一种包括所述承载装置的溅射腔室和一种包括所述溅射腔室的物理气相沉积设备，在进行工艺时，可以根据具体的工艺条件调节背吹气体的温度，以将基片维持在理想的温度。
[0009]为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种承载装置，该承载装置包括用于承载基片的基座和用于对所述基片进行冷却的冷却机构，所述冷却机构包括背吹管道，所述基座上设置有沿所述基座的厚度方向贯穿所述基座的通孔，所述背吹管道的出气端设置在所述通孔中，其中，所述冷却机构还包括调节所述背吹管道内的背吹气体的温度的辅助冷却结构。
[0010]优选地，所述辅助冷却结构包括冷却管道，所述冷却管道中能够通入用于调节所述背吹管道中的背吹气体的温度的冷却液。
[0011]优选地，所述冷却管道固定在所述背吹管道的一部分上，所述背吹管道的直径在4mm至8mm之间，所述背吹管道上设置所述冷却管道的部分的长度在300mm至500mm之间。
[0012]优选地，所述冷却管道包括上行管道和下行管道，所述上行管道中的冷却液的流动方向与所述背吹管道中背吹气体的流动方向相同，所述下行管道中的冷却液的流动方向与所述背吹管道中背吹气体的流动方向相反。
[0013]优选地，所述上行管道和所述下行管道均为环绕所述背吹管道的螺旋管。
[0014]优选地，形成所述上行管道的螺旋管的管径以及形成所述下行管道的螺旋管的管径均在3mm至1mm之间。
[0015]优选地，所述上行管道包括围成上行冷却液通道的第一内壁、第一外壁和两个第一连接壁，所述第一内壁与所述背吹管道的外表面的一部分贴合，两个所述第一连接壁分别在所述第一内壁的周向方向的两侧将所述第一内壁与所述第一外壁相连，所述下行管道包括围成下行冷却液通道的第二内壁、第二外壁和两个第二连接壁，所述第二内壁与所述背吹管道的外表面的一部分贴合，两个所述第二连接壁分别在所述第二内壁的周向方向的两侧将所述第二内壁与所述第二外壁相连。
[0016]优选地，所述上行管道和所述下行管道共同环绕所述背吹管道一周。
[0017]作为本发明的另一方面，提供一种反应腔室，该反应腔室包括形成有工艺腔的腔室主体和设置在所述工艺腔中的承载装置，其中，所述承载装置为本发明所提供的上述承载装置。
[0018]优选地，所述反应腔室包括设置在所述承载装置上方的溅射靶材和设置在所述溅射靶材上方的磁控管。
[0019]当利用本发明所提供的承载装置进行微电子加工工艺(例如，进行物理气相沉积工艺)时，利用辅助冷却结构对背吹管道内的背吹气体进行温度调节，利用经过温度调节后的背吹气体可以将基座上设置的基片冷却至所需温度。
【附图说明】
[0020]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0021]图1是现有的物理气相沉积设备的结构不意图；
[0022]图2是本发明所提供的承载装置的第一种实施方式的结构示意图；
[0023]图3是本发明所提供的承载装置的第二种实施方式的结构示意图；
[0024]图4是图3中所示的承载装置中的上行冷却液通道和下行冷却液管道的安装状态的俯视图；
图5是包括图2中的承载装置的反应腔室；
图6是包括图3中的承载装置的反应腔室。
[0025]附图标记说明
[0026]100:承载装置110:基座
[0027]120:背吹管道121:冷却管道
[0028]121a:上行管道121b:下行管道
[0029]Ula1:第一内壁121a 2:第一外壁
[0030]121a3:第一连接壁121b 1:第二内壁
[0031]121132:第二外壁121b 3:第二连接壁
[0032]200:基片300:腔室主体
[0033]400:溅射靶材500:磁控管
[0034]IlOa:冷却液通道
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0036]如图2和图3所示，作为本发明的一个方面，提供一种承载装置100，该承载装置100包括用于承载基片200的基座110和用于对基片200进行冷却的冷却机构，该冷却机构包括背吹管道120，基座110上设置有沿该基座110的厚度方向贯穿该基座110的通孔，背吹管道120的出气端设置在所述通孔中，其中，所述冷却机构还包括调节背吹管道120内的背吹气体的温度的辅助冷却结构。
[0037]当利用本发明所提供的承载装置100进行微电子加工工艺(例如，进行物理气相沉积工艺)时，利用辅助冷却结构对背吹管道120内的背吹气体进行温度调节，利用经过温度调节后的背吹气体可以将基座110上设置的基片200冷却至所需温度。
[0038]在本发明中，可以根据具体的工艺条件设定需要将背吹气体调节至的温度。利用辅助冷却结构将背吹气体调节至所需温度之后，具有所需温度的背吹气体可以将设置在基座110上的基片的温度调节至理想的工艺温度，从而有利于工艺的进行，并提高产品的良率。
[0039]例如，当所述承载装置用于溅射沉积金属薄膜的工艺中时，背吹气体需要将基片冷却至室温。当等离子温度较高时，可以利用辅助冷却结构对背吹管道120内的背吹气体进行进一步的冷却，从而可以更加快速地将基片冷却至室温，避免基片因温度过高而变形，从而提高了利用产品的良率。
[0040]在本发明中，对辅助冷却结构的具体形式并没有特殊的限定，只要能够对背吹管道120内的背吹气体进行温度调节即可。
[0041]例如，作为本发明的一个方面，所述辅助冷却结构可以包括冷却管道121。冷却管道121中能够通入用于调节所述背吹管道中的背吹气体的温度的冷却液。
[0042]当包括本发明所提供的承载装置的设备运行时，可以向冷却管道121内通入冷却液，利用冷却液与背吹管道120中背吹气体之间的热交换调节背吹管道120中的背吹气体的温度。
[0043]例如，在溅射沉积工艺中，如果DC功率过高，可以向冷却管道121中通入温度低于背吹气体的冷却液，从而可以利用冷却液对背吹管道120内的背吹气体进行冷却，以将设置在基座110上的基片200的温度可靠地降至室温。
[0044]在本发明中，可以根据所需的基片温度设定通入冷却管道121中的冷却液的温度。通常，通入冷却管道121中的冷却液的温度可以在-20°C至+ 15°C之间。例如，当所述承载装置用于溅射沉积工艺中时，可以根据DC功率选择冷却液的温度。当DC功率较高时，可以选择温度相对较低的冷却液，当DC功率较低时，可以选择温度相对较高的冷却液。
[0045]在本发明中，冷却管道121的具体结构也并不做限定。例如，冷却管道121可以是直径大于背吹管道120的套管，将冷却管道121套设在背吹管道120的外部。在进行工艺(例如，物理气相沉积工艺)时，可以向冷却管道121中通入冷却液，使背吹管道120浸在冷却液中，从而可以利用冷却液对背吹管道120中的气体进行温度调节。
[0046]为了便于组装，可以将冷却管道固定设置在背吹管道120上。在装配所述承载装置之前，首先